一种自适应机器人新型底盘的制作方法

本实用新型涉及一种底盘部件，尤其是涉及一种使用于机器人上的机器人新型底盘。

背景技术：

机器人底盘是构成轮式移动机器人重要部件，因为轮式底盘结构相对简单、容易拆装、便于维护和修理等特性，所以服务型机器人基本采用轮式移动机器人底盘；而现有机器人底盘通常具有实现走直线、转弯，停止、避障碍等通用功能，但却不具有实现走上坡、下坡和走单边斜坡等功能的越障碍能力，难以更好的满足适应这些特殊要求的越障需求，不能更好的自动适应地面不平环境，容易出现机器人在需要进行越障、上下坡和走单边斜坡环境时，因机器人底盘不能适应上述特殊环境而导致机器人失去平衡而翻倒。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有机器人底盘存在着不具有实现走上坡、下坡和走单边斜坡等功能的越障碍能力，难以更好的满足适应这些特殊要求的越障需求，不能更好的自动适应地面不平环境；存在着在需要进行越障、上下坡和走单边斜坡环境时，因机器人底盘不能适应上述特殊环境而导致机器人失去平衡而翻倒等现状而提供的一种具有实现走上坡、下坡和走单边斜坡的越障碍能力，能更好的自动适应地面不平环境，可更稳定地进行自动适应越障、上下坡和走单边斜坡环境，不会出现越障翻倒现象的自适应机器人新型底盘。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种自适应机器人新型底盘，包括底盘底板组件和底盘电控制组件，其特征在于：还包括驱动轮组件、前万向轮组件、后万向轮组件、横向调整框架组件和纵向调整框架组件，底盘电控制组件包括陀螺仪传感器，驱动轮组件设于底盘下方中间区域位置处，前万向轮组件设于底盘下方前端位置处，后万向轮组件设于底盘下方后端位置处，前万向轮组件、驱动轮组件和后万向轮组件依次在底盘下方为前中后顺序排列位置分布结构，驱动轮组件设在横向调整框架组件下方，横向调整框架组件设在纵向调整框架组件下方处，底盘底板组件设在纵向调整框架组件上方；纵向调整框架组件设有调节纵向调整框架在纵向平衡角度的纵向推杆组件和纵向摇杆组件，横向调整框架组件设有调节横向调整框架在横向平衡角度的横向推杆组件和横向摇杆组件，前万向轮组件设有调节前万向轮自动适应上下坡角度的转动驱动轮轴，后万向轮组件设有调节后万向轮自动适应上下坡角度的转动固定杆；陀螺仪传感器、纵向推杆组件和横向推杆组件均与底盘电控制组件相电连接。更好实现将机器人底盘底板在上下坡路况及单边斜坡路况状态时的调整为水平状态，具有实现提高机器人走上坡、下坡和走单边斜坡的越障碍能力，能更好的自动适应地面不平环境，可更稳定地进行自动适应越障、上下坡和走单边斜坡环境，不会出现越障翻倒现象。

作为优选，所述的纵向推杆组件包括纵向电动推杆、纵向电动推杆座、纵向电动推杆支座、纵向调节铰链板和纵向调节摇杆，纵向电动推杆设在纵向电动推杆座上，纵向电动推杆座与横向调整框架侧边相连接，纵向电动推杆支座与横向调整框架转动连接，纵向调节铰链板一端与纵向电动推杆前端相连接，纵向调节铰链板另一端与纵向调节摇杆相连接，纵向调节铰链板与横向调整框架相转动铰接，纵向调节摇杆上端面设在纵向调整框架底部并与纵向调整框架底部相支撑，纵向调节摇杆下端头定位铰接在纵向调节铰链板上。提高纵向电动推杆对机器人底盘在纵向调节上调整至水平状态可靠有效性，调节便捷有效。

作为优选，所述的横向推杆组件包括横向电动推杆、横向调节摇杆、横向调节摇杆固定座和横向电动推杆座，横向电动推杆通过横向电动推杆座连接在横向调整框架一侧处，横向调节摇杆固定座设在与横向电动推杆座相对向的横向调整框架另一侧处，横向电动推杆一端通过横向调节摇杆和横向调节摇杆固定座相连接，横向调节摇杆另一端与横向调整框架相摇动调节连接。提高横向电动推杆对机器人底盘在横向调节上调整至水平状态可靠有效性，调节便捷有效。

作为优选，所述的驱动轮组件包括两个驱动轮、驱动轮护架、驱动轮轴连接杆、驱动轮护架连接杆和轮毂电机，两个驱动轮分别设在驱动轮连接杆两端头处，驱动轮护架连接杆两端头分别设在驱动轮护架上，两个驱动轮内侧的驱动轮护架连接杆上均设支撑轴承组件，支撑轴承组件包括支撑轴承和轴承盖。提高机器人底盘驱动可靠有效性及对驱动轮的支撑稳定可靠性。

作为优选，所述的驱动轮护架包括驱动轮外侧板、驱动轮内侧板和内外侧板连接杆，其中驱动轮内侧板长度大于驱动轮外侧板长度尺寸。提高对驱动轮的防护及支撑可靠稳定性。

作为优选，所述的纵向调节铰链板整体成L字形状铰链结构，L字形状铰链结构包括第一L字边、第二L字边和L字形转折端，其中L字形状铰链的第一L字边外端头与纵向电动推杆输出前端头相铰接，L字形状铰链的第二L字边外端头与纵向调节摇杆下端头相铰接，L字形状铰链的L字形转折端定位铰接在横向调整框架上，第一L字边长度尺寸小于第二L字边长度尺寸。提高对机器人底盘在纵向调节上调整至水平状态可靠有效性，调节便捷有效。

作为优选，所述的横向调节摇杆整体成L字形状摇杆结构，横向调整框架底部设有调整框连接块固定座，调整框连接块固定座上设有调整连接块，L字形状摇杆结构包括第一L字边摇杆、第二L字边摇杆和L字形摇杆转折端，其中L字形状摇杆结构的第一L字边摇杆外端头与横向电动推杆输出前端头相铰接，L字形状摇杆结构的第二L字边摇杆外端头与调整连接块相铰接，第二L字形摇杆转折端定位铰接在横向调节摇杆固定座上。提高对机器人底盘在横向调节上调整至水平状态可靠有效性，调节便捷有效。

作为优选，所述的底盘底板组件所采用的底盘外壳裙罩包括两纵向裙罩和两横向裙罩，纵向裙罩为弧形向下延伸凸出的弧形下凸裙罩结构，横向裙罩为弧形向上凹进的弧形上凹群罩结构，两纵向裙罩和两横向裙罩相互间弧形过渡连接。提高机器人底盘在纵向和横向自适应调节的灵活有效性，降低对各组件的调节动作妨碍影响性。

作为优选，所述的前万向轮组件包括前万向轮、前万向轮固定座、前万向轮固定支座和前万向轮组件固定架，前万向轮固定支座连接在前万向轮组件固定架上，前万向轮固定座内端与前万向轮固定支座相连接，前万向轮固定座外端设单个前万向轮，驱动轮组件设驱动轮轴连接杆，前万向轮组件固定架与驱动轮轴连接杆相转动连接；后万向轮组件包括后万向轮、后万向轮固定座、后万向轮固定支座和后万向轮组件固定架，后万向轮组件固定架与驱动轮轴连接杆相转动连接。提高前后万向轮在上下坡路况时的自适应调节可靠有效性。

本实用新型的有益效果是：更好实现将机器人底盘底板在上下坡路况及单边斜坡路况状态时的调整为水平状态，具有实现提高机器人走上坡、下坡和走单边斜坡的越障碍能力，能更好的自动适应地面不平环境，可更稳定地进行自动适应越障、上下坡和走单边斜坡环境，不会出现越障翻倒现象。本专利是一种自适应机器人新型底盘的结构，能满足上述特殊要求，能自动适应地面不平环境，在道路不平或在越障、上下坡和走单边斜坡时，能保持机器人平衡而不翻到。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型自适应机器人新型底盘中驱动轮组件的结构示意图。

图2是本实用新型自适应机器人新型底盘中前万向轮组件的结构示意图。

图3是图2的俯视结构示意图。

图4是本实用新型自适应机器人新型底盘中后万向轮组件的结构示意图。

图5是图4的俯视结构示意图。

图6是本实用新型自适应机器人新型底盘中横向调整框架组件的结构示意图。

图7是图6的俯视结构示意图及局部剖视结构示意图。

图8是本实用新型自适应机器人新型底盘中纵向调整框架组件的结构示意图。

图9是图8的俯视结构示意图。

图10是图8的左视结构示意图及局部剖视结构示意图。

图11是本实用新型自适应机器人新型底盘中底盘底板组件和底盘电控制组件的剖视结构示意图。

图12是本实用新型自适应机器人新型底盘中底盘底板组件的横向裙罩结构示意图。

图13是本实用新型自适应机器人新型底盘在遇上坡路况时的自适应调整结构示意图。

图14是本实用新型自适应机器人新型底盘在遇下坡路况时的自适应调整结构示意图。

图15是本实用新型自适应机器人新型底盘在遇左上倾路况时的自适应调整结构示意图。

图16是本实用新型自适应机器人新型底盘在遇右上倾路况时的自适应调整结构示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示的实施例中，一种自适应机器人新型底盘，包括底盘底板组件F和底盘电控制组件，还包括驱动轮组件A、前万向轮组件B、后万向轮组件C、横向调整框架组件D和纵向调整框架组件E，底盘电控制组件包括陀螺仪传感器F2，驱动轮组件A设于底盘下方中间区域位置处，前万向轮组件设于底盘下方前端位置处，后万向轮组件设于底盘下方后端位置处，前万向轮组件B、驱动轮组件A和后万向轮组件C依次在底盘下方为前中后顺序排列位置分布结构，驱动轮组件A安装在横向调整框架组件D下方，横向调整框架组件D安装在纵向调整框架组件E下方处，底盘底板组件F安装在纵向调整框架组件E上方；纵向调整框架组件E安装有调节纵向调整框架E1在纵向平衡角度的纵向推杆组件和纵向摇杆组件，横向调整框架组件D安装有调节横向调整框架D1在横向平衡角度的横向推杆组件和横向摇杆组件，前万向轮组件B安装有调节前万向轮B1自动适应上下坡角度的转动驱动轮轴，后万向轮组件C安装有调节后万向轮C1自动适应上下坡角度的转动固定杆；陀螺仪传感器F2、纵向推杆组件和横向推杆组件均与底盘电控制组件相电连接。纵向调整框架组件E包括纵向调整框架E1、第一连接轴承组件、纵向推杆组件和纵向摇杆组件，纵向调整框架E1通过第一连接轴承组件安装连接在横向调整框架组件D上方位置处，第一连接轴承组件包括第一连接短轴E11、第一连接轴承座E8、第一轴承E9和第一轴承外盖E10，以第一连接短轴E11和第一轴承E9为转动点；纵向推杆组件包括纵向电动推杆E2、纵向电动推杆座E3、纵向电动推杆支座E4、纵向调节铰链板E5和纵向调节摇杆E6，纵向电动推杆E2安装在纵向电动推杆座E3上，纵向电动推杆座E3与横向调整框架D1侧边相连接，纵向电动推杆支座E4与横向调整框架D1转动连接，纵向调节铰链板E5一端与纵向电动推杆E2前端相连接，纵向调节铰链板E5另一端与纵向调节摇杆E6相连接，纵向调节铰链板E5与横向调整框架D1相转动铰接,纵向调节摇杆E6上端面安装在纵向调整框架E1底部并与纵向调整框架E1底部相支撑，纵向调节摇杆E6下端头定位铰接在纵向调节铰链板E5上。纵向摇杆组件包括纵向调节摇杆E6和摇杆连接轴件E61，纵向调节摇杆E6为T字形支撑摇杆结构，T字形支撑摇杆结构的底端与纵向调节铰链板E5的第二L字边E52外端头相铰接，第二L字边E52外端头开有长条铰接通槽E54，提高纵向调节精度及可靠有效性。纵向调整框架包括镂空框架主体和框架安装边体，镂空框架主体包括相邻接成整体的口字形框架和目字形框架，其中口字形框架与目字形框架E7的三开槽侧相邻接，框架安装边体包括与底盘的横向调整框架转动连接的纵向电动推杆支座，镂空框架主体上端面及框架安装边体上端面整体为平整面结构。横向调整框架组件D包括横向调整框架D1、横向调整框底架D4、连接轴承组件、横向推杆组件和横向摇杆组件，横向调整框架D1通过连接轴承组件安装在横向调整框底架D4上，连接轴承组件包括连接短轴D9、连接轴承座D11、轴承D10和轴承外盖D12，以连接短轴D9和轴承D10为转动点；横向推杆组件包括横向电动推杆D2、横向调节摇杆D5、横向调节摇杆固定座D8和横向电动推杆座D3，横向电动推杆D2通过横向电动推杆座D3连接在横向调整框架D1一侧处，横向调整框架D1下方安装横向调整框底架D4, 横向调节摇杆固定座D8和横向电动推杆座D3安装在横向调整框底架D4上，横向调节摇杆固定座D8安装在与横向电动推杆座D3相对向的横向调整框架D1另一侧处，横向电动推杆D2一端通过横向调节摇杆D5和横向调节摇杆固定座D8相连接，横向调节摇杆D5另一端与横向调整框架D1相摇动调节连接。驱动轮组件A包括两个驱动轮A1、驱动轮护架、驱动轮轴连接杆A5、驱动轮护架连接杆A6和轮毂电机，两个驱动轮A1分别安装在驱动轮连接杆A5两端头处，驱动轮护架连接杆A6两端头分别通过安装连接套A9安装在驱动轮护架上，两个驱动轮A1内侧的驱动轮护架连接杆A6上均安装支撑轴承组件，支撑轴承组件包括支撑轴承A8和轴承盖A7。驱动轮护架连接杆A6及支撑轴承组件整体提高驱动轮组件A的安装支撑驱动运行可靠有效性。驱动轮护架包括驱动轮外侧板A2、驱动轮内侧板A3和内外侧板连接杆A4，其中驱动轮内侧板A3长度大于驱动轮外侧板A2长度尺寸。纵向调节铰链板E5整体成L字形状铰链结构，L字形状铰链结构包括第一L字边E51、第二L字边E52和L字形转折端E53，其中L字形状铰链的第一L字边E51外端头与纵向电动推杆E2输出前端头相铰接，L字形状铰链的第二L字边E52外端头与纵向调节摇杆E6下端头相铰接，L字形状铰链的L字形转折端E53定位铰接在横向调整框架D1上，第一L字边E51长度尺寸小于第二L字边E52长度尺寸。横向调节摇杆D5整体成L字形状摇杆结构，横向调整框架D1底部安装有调整框连接块固定座D6，调整框连接块固定座D6上安装有调整连接块D7，L字形状摇杆结构包括第一L字边摇杆D51、第二L字边摇杆D52和L字形摇杆转折端D53，其中L字形状摇杆结构的第一L字边摇杆D51外端头与横向电动推杆输出前端头相铰接，L字形状摇杆结构的第二L字边摇杆D52外端头与调整连接块D7相铰接，第二L字形摇杆转折端D53定位铰接在横向调节摇杆固定座D3上。底盘底板组件F所采用的底盘外壳裙罩包括两纵向裙罩F8和两横向裙罩F9，纵向裙罩F8为弧形向下延伸凸出的弧形下凸裙罩结构，横向裙罩F9为弧形向上凹进的弧形上凹群罩结构，两纵向裙罩和两横向裙罩相互间弧形过渡连接。底盘底板组件包括底盘上底板件F1、底盘下底板件F6、外护裙罩壳、电器及电源、传感器、控制板等：底盘上底板件F1和底盘下底板件F6之间安装有构成底盘电控制组件的各类电器，如电源电池F5、陀螺仪传感器F2、电机驱动器F3、控制板F4等，外护裙罩壳包括相互弧形过渡连接的两纵向裙罩F8和两横向裙罩F9。前万向轮组件B包括前万向轮B1、前万向轮固定座B2、前万向轮固定支座B3和前万向轮组件固定架B4，前万向轮固定支座B3连接在前万向轮组件固定架B4上，前万向轮固定座B2内端与前万向轮固定支座B3相连接，前万向轮固定座B2外端安装单个前万向轮，前万向轮B1外轮沿设于前万向轮固定座B2下方内侧处，更好提高前万向轮的前进导向与防护作用，驱动轮组件A安装驱动轮轴连接杆A5，前万向轮组件固定架B4与驱动轮轴连接杆A5相转动连接；后万向轮组件包括后万向轮C1、后万向轮固定座C2、后万向轮固定支座C3和后万向轮组件固定架C4，后万向轮组件固定架C4与驱动轮轴连接杆A5相转动连接, 后万向轮C1外轮沿露出安装于后万向轮固定座B2下方外侧处，更好提高后万向轮的跟随导向作用。

实施例2：

图13、图14、图15、图16所示的实施例中，一种自适应机器人新型底盘的自适应平衡调节包括如下平衡调节过程

a.在遇到上坡行走路况G时，实施例1中的前万向轮组件自适应地绕实施例1中的驱动轮组件中的驱动轮轴连接杆转动调节适应上坡的角度，后万向轮组件也自适应地绕驱动轮组件中的驱动轮轴连接杆转动调节适应上坡的角度；

b.上坡时（见图13），底盘底板组件中的底盘基础板角度发生纵向变化，实施例1中的陀螺仪传感器检测获得纵向角度变化参数信号，底盘电控制组件将角度变化参数转换成对实施例1中的纵向推杆组件中纵向电动推杆的电动控制动作，实施例1中的纵向电动推杆动作控制纵向调节铰链板和纵向调节摇杆的跟随动作，带动纵向调整框架实时调整底盘底板组件中的底盘基础板保持纵向水平位置；

c.在遇到出现单边倾斜行走路况时，单边倾斜行走路况包括左上倾路况J（见图15）和右上倾路况J（见图16），两个驱动轮中的一侧驱动轮抬高引起底盘底板组件中的底盘基础板角度发生横向变化，陀螺仪传感器检测获得横向角度变化参数信号，底盘电控制组件将角度变化参数转换成对横向推杆组件中纵向电动推杆的电动控制动作，横向电动推杆动作控制横向调节摇杆的跟随动作，带动横向调整框架实时调整底盘底板组件中的底盘基础板保持横向水平位置；

d.在遇下坡行走路况G1时（见图14），底盘底板组件中的底盘基础板纵向水平调节同理于上述步骤a和步骤b；

上述步骤a～步骤d的调节启动，依机器人行走所遇到的特定上述路况而启动，并非严格按上述步骤顺序启动调节底盘基础板保持水平位置。

上坡时（见图13），纵向电动推杆向前向上推动，带动纵向调节铰链板的第一L字边上端头向上向前抬升，同时纵向调节铰链板的第二L字边下端头向下向后转动调节移动，带动纵向调节摇杆后端向上抬升，从而带动纵向调整框架后端跟随向上调节抬升，带动安装在纵向调整框架上方的底盘底板组件中的底盘基础板保持纵向水平位置。

在遇左上倾路况J时（见图15），陀螺仪传感器检测获得横向角度变化参数信号，横向电动推杆向左向上推动，第一L字边摇杆D51跟随横向电动推杆的前斜上推而带动第二L字边摇杆D52外端头向右向下调节，从而带动第二L字边摇杆D52外端头与调整连接块D7相铰接向下调整至横向调整框架D1保持横向水平位置，从而最终获得对盘底板组件的横向水平位置调整保持，提高对遇单边倾斜行走路况时的机器人底盘横向水平位置保持调整可靠有效性。在遇右上倾路况J时（见图15），底盘底板组件中的底盘基础板横向水平调节同理于左上倾路况J调整；也即横向电动推杆向右向上收回，第一L字边摇杆D51向右上拉动，带动第二L字边摇杆D52外端头向左向上调节，从而带动第二L字边摇杆D52外端头与调整连接块D7相铰接向左上调整至横向调整框架D1保持横向水平位置。

在本实用新型位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上内容和结构描述了本实用新型产品的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围之内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。